Collision de gouttes (Water Drop Photography)

Introduction:

Cette technique fait partie de la photo haute vitesse, vous trouverez une mine d'informations sur internet, souvent en anglais ou en allemand, voici quelques appellations courantes: Water drop photography, water drop collision, wessertropfen kunst fotografie etc...

Pour résumer la situation il faut générer deux gouttes à un intervalle régulier, la première descend et rebondit dans un bocal d'eau, ensuite la deuxième descend et entre en collision avec la 1ère, a ce moment précis il faut saisir en photo cette collision, grâce à un flash et votre appareil photo.

Pour commencer voici quelques photos de collision avec des couleurs naturelles, je précise que ce sont mes premières collisions uniquement avec de l'eau colorée en travaillant la technique et les mélanges liquides, il est possible d'obtenir des collisions plus esthétiques.

Note: vous pouvez agrandir en cliquant sur l'image et Echap pour revenir.

Ensuite d'autres collisions avec retouche de la balance des couleurs

Pour réussir ce genre de photo, il vous faut un minimum de matériel que je vais énumérer ci-dessous. Malheureusement ne comptez pas faire tomber des gouttes d'eau à une cadence précise afin qu'elles entrent en collision, que ce soit avec un mini robinet ou un compte gouttes cela est quasiment impossible ou alors avec un coup de chance extraordinaire...

Le matériel nécessaire:

• Un réservoir d'eau avec une compensation de la pression atmosphérique, c'est à dire que la pression du volume d'eau sur mon goutteur sera toujours la même, ce réservoir s'appelle une bouteille de Mariotte, nous verrons comment la construire pour quelques euros.

• Une électrovanne pour faire tomber des gouttes à la demande.

• Un cadenceur d’électrovanne électronique fabrication maison ou industrielle.

• De l'eau ou un liquide plus dense, le liquide à son importance pour le résultat final et facilite la tâche.

• Un récipient pour recevoir les gouttes

• Un ou plusieurs flashs

• Et bien sûr un appareil reflex

Le générateur ou cadenseur :

Vous avez deux possibilités :

Le générateur fait maison, il offre l'avantage d'être moins cher il est très facile à faire par contre il faut le piloter avec un ordinateur. Il se fabrique à base d'une interface à microprocesseur de la marque Arduino type UNO au prix de 7 euros port compris. Il est monté sur une plaque a essais ou vous pouvez placer tous les composants sans utiliser de fer à souder.

Matériel nécessaire au montage de cette interface ordinateur:

• 1 plaque à essais électronique................. 7 euros

• 1 carte Arduino (UNO R3).......................... 7 euros

• Câble USB/arduino ( fournis avec la carte) 1 euro

• 1 Circuit intégré 8 transistor UL N2803A... 1 euro

• 2 opto coupleurs 4N 35................................ 2 euros

• 2 résistances de 330 ohms.............................0,20 euro

• 1 boîtier coupleur de 8 piles 1,5 V ….......... 5 euros

• 1 cordon de déclencheur pour votre APN .. 6 euros

• 1 prise de synchros PC flash (facultatif) .. 5 euros

• des fils pour relier les composants (récupération

Ce qui nous fait un total de.......................................32,26 euros

Votre 1er travail est de câbler votre carte :

Note: en cas de mauvais câblage je n'assume aucune responsabilité

attention les circuits intégrés ont un sens repéré par une encoche, à gauche sur ma photo, cette encoche sera à gauche dirigée vers la carte arduino, idem pour les 4N35, ils sont munis soit d' une encoche, soit un petit rond en bas à gauche comme le 4N35.

Ne forcez pas, poussez doucement pour ne pas plier les pattes.

Commencer par le ULN2803 et ensuite par les deux 4N35

Poser vos deux résistances, attention les valeurs sont 330 ohms(orange orange brun) à la place de 1K ohms

ensuite il faut câbler exactement comme sur mon schéma toutes les liaisons avec les fils fournis avec votre plaque d'essais, sinon utilisez des petits fils rigides d'un diamètre égal à vos pattes de résistances, sur mon schéma j'ai mis des couleurs pour bien suivre le montage mais peut importe la couleur ce sont les branchements au bon endroit qui comptent.

Note:

1. La carte Arduino est alimentée par le port USB

2. Pour effectuer ce montage aucune connaissance en électronique est nécessaire, il faut suivre pas à pas mes conseils ou ceux de Patrice qui sont au top

Par où commencer une fois votre carte montée:

Il faut télécharger les logiciels Arduino et Droplet

ar contre je vous ai mis plus bas quelques explications pour débuter

Pour la partie logiciel j'ai utilisé le pilote fourni par Arduino je vous conseille d’utiliser le logiciel Windows zippé qui contient tous les pilotes nécessaires. Allez sur le site Arduino : https://www.arduino.cc/ - dans Download à droite téléchargez « windows zip file for non admin install »

Pour faire fonctionner votre carte il faut la piloter avec un logiciel (droplet) qui a été réalisé par Stephan Brenner que je remercie au passage) : lien de téléchargement droplet ver 0.1.3.

Dans l'ordre:

1. Créer un nouveau dossier que vous appelez «goutte» ou autre.
2. Dans ce dossier placer les logiciels Arduino et Droplet, ensuite dézippez ces 2 fichiers, ce qui vous donne deux dossiers un «Arduino-1.6.12» et un autre «droplet-0.1.3»
3. Dans le dossier Droplet dézippez «sketch_droplet,zip».
4. Dans le dossier Arduino lancer le fichier « arduino.exe »
5. Ensuite connecter la carte Arduino
6. Normalement il reconnait la carte, cliquer sur «outils» et en dessous vous devez voir le port com et le type de carte qui s'affichent
7. Vous pouvez cliquer sur outil/port série pour vérifier ce port (pour moi c'est le 8)
8. Vous pouvez également cliquer sur type de carte et vous vérifiez que ce soit bien la « Arduino/Genuino Uno » ou la « Arduino uno », voir photos ci-dessous

9. Ensuite vous faite «fichier », «ouvrir»vous allez dans le dossier «goutte/arduino/ sketch_droplet» et vous cliquez sur le fichier sketch_droplet.ino et ouvrir

10. Vous aurez une fenêtre comme celle ci-dessous avec un fichier système qui s'affiche nommé sketch_droplet, ne cherchez pas à décrypter ce fichier, le but est de transférer sur la carte tous les dossiers dans l’ordre de gauche à droite: skecht_droplet, droplet.cpp, droplet.h, logginc.cpp, logging.h, protocol.ccp, protocol.h et pour terminer utils.h.

11. Pour transférer chaque dossier ouvert cliquer sur la flèche verte qui devient jaune, vous avez une barre d'avancement et un message de bon transfer.

12. A chaque téléversement vous avez un curseur vert d'avancement du téléversement.

13. Vous pouvez suivre également ce travail sur votre carte Arduino qui est munie de 2 LEDS orange RX et TX qui clignotent lors d'un transfert.

14. Une fois ces données transférées, le logiciel arduino.exe peut être fermé, et ne sera plus utilisé car tout est dans la carte.

Installation du logiciel droplet

1. Dans le dossier droplet vous avez deux exécutables version 64 bits «droplet_\0.1_x64.exe» et une version 32 bits «droplet_\0.1_x86.exe» vous cliquez sur votre version.

2. Attention ce programme utilise Java, il faut donc qu'il soit installé sur votre ordinateur sinon télécharger Java à partir du site WWW.java.com

3. Nous verrons plus bas le fonctionnement.

Les générateurs du commerce:

Vous allez trouver sur internet des générateurs Allemands, Anglais ou Américains, je ne fais pas de pub, à vous de voir.

Leurs avantages ils sont fournis avec l’électrovanne, la bouteille de Mariotte, ils sont prêts à fonctionner pas besoin d’interface et de logiciel spécifique.

Il faut compter de 200 à 400 euros le générateur, avec toutes les prises flash, prise appareil photo bouteille, support de bouteille, il ne reste plus qu'à brancher votre appareil photo et votre flash,mettre de l'eau et effectuer les réglages tout de même.

Les réglages d’ouverture des électrovannes (durées données pour de l'eau):

• Hauteur de la buse au bac récepteur = 39cm

• Diamètre de la buse = 4mm

• Durée ouverture 1ère goutte = 28ms (ms = milliseconde)

• Délai flash = 400

• Intervalle entre la 1ère goutte et la 2ème = 149ms durée ouverture 2ème goutte 28ms

• Intervalle entre la 1ère goutte et le déclenchement de l'appareil photo 120ms durée de la pose 400 ms

Notes: ces intervalles et la durée d'ouverture varient suivant la viscosité de votre liquide, il faut faire des essais avant de trouver le bon réglage, surtout notez ce que vous faites et préparez vos liquides avec des dosages précis. Attention notez bien la hauteur buse/récepteur de manière à avoir des valeurs identiques lors de vos essais.

Préparation des liquides:

Tout comme moi commencez par de l'eau pour trouver les bons réglages, mais retenez bien que ce n'est pas le plus facile.Vous pouvez utiliser des produits différents dans le générateur (bouteille) et dans votre bac récepteur ce qui varie les résultats. Pour débuter commencer les mélanges uniquement dans le bac récepteur.

• Coloration: colorants alimentaires, acrylique, ou des encres d'imprimante (attention aux taches), il faut doser vos préparations (compte gouttes, verre doseur etc) et noter vos dosages. Exemple colorant jaune pour la bouteille et bleu pour le bac ce qui vous donne une couronne jaune avec une tige bleue.

• Les liquides:(tous ces liquides peuvent être colorés), pour l'eau vous pouvez ajouter une à deux gouttes de produit de rinçage lave vaisselle. Le lait ½ écrémé offre l'avantage d’absorber la lumière il est plus facile pour commencer.

• Les épaississants: pour épaissir votre eau vos pouvez utiliser de la gomme de guar qui est un épaississant alimentaire, la proportion est d'environ 1 cuillère à café pour un litre d'eau, faire chauffer et filtrer avec un filtre à café, pour mes préparations je fais mon mélange la veille, je filtre et je l'utilise le lendemain.

Le récepteur de gouttes:

C'est un récipient rempli de liquide coloré ou non, les formes les plus utilisées sont:

un récipient cylindrique de 7 à 8 cm de diamètre et de 2 à 5 cm de hauteur.

Vous trouverez de tout sur internet: bol, tasse à café, verre large, mais toujours de petites dimensions...

Positionnement de l’électrovanne par rapport au bac récepteur:

La hauteur de la buse de sortie électrovanne au niveau de l'eau de bac récepteur est d'environ 30 à 60 cm, si vous augmentez cette distance vous aurez des éclaboussures à mon avis une hauteur de 40 cm est convenable.

Flashs et fonds:

•  Vous pouvez utiliser 1, 2, ou 3 flashs, dans un premier temps commencez par un flash derrière un panneau blanc translucide.
• Réglages: pour obtenir un éclair ultra rapide il faut travailler en puissance réduite de l'ordre de 1/30ème à 1/128ème de la puissance de votre flash (1/64ème me semble bon)
• Position: la meilleure position est de chaque coté du récepteur
• Distance du fond: de 30cmà 40cm, ce fond doit avoir une surface mat
• Couleur du fond: pour commencer un fond blanc sera parfait
• Couleur de la lumière: vous pouvez utiliser des feuilles de couleur devant votre flash, personnellement j’utilise des protège-cahiers translucides.
• Commande: la meilleure solution est de commander vos flashs par la carte arduino.

L'appareil photo:

• La focale idéale est 100mm ce qui permet de ne pas être trop proche des éclaboussures, il faut travailler à une distance minimum de 30cm pour éviter les projections d'eau. Avec un 200mm + bague allonge je suis entre 70 à 80 cm  suivant la bague, un petit rappel quelle que soit la focale la profondeur de champ est toujours la même.

• Placez un clou dans le vase, faire tomber des gouttes et déplacez votre bac de façon à ce que les gouttes tombent sur la pointe.

• Faire la mise au point en mode manuel sur votre clou

• L’appareil: reflex, bridge, ou hybrides. le principal est de pouvoir se mettre en mode pose.

• Sensibilité ISO: 100 à 200 si possible sinon plus si vous n'avez pas le choix

• Vitesse d'obturation en mode bulbe (B)

• Ouverture F14 à F16 même F18

• Stabilisateur sur off

• Trépied obligatoire

• Déclenchement par l'interface du générateur

Schéma de la mise en situation (flash arrière)

Schéma de la mise en situation (2 flashs)

Pour commencer votre 1er exercice:

Ci-dessous le haut du tableau de commandes du logiciel droplet:

Commencez par vérifier votre port com, normalement « Connected » s'affiche en vert, sinon changer le port.

Ensuite il faut régler votre logiciel par rapport à vos sorties «Arduino» :

Il faut paramétrer le logiciel en cliquant sur «contrôle device» et ensuite fermez cette fenêtre

• Électrovanne sortie N°5
• Flash sortie N°3
• APN (appareil photo) sortie N°4
• Les sorties 6 et 7 ne servent que si vous avez 3 électrovannes

 Important: Si vous faites un contrôle (on off) de votre appareil photo il faut qu'il soit en mode pose (bulbe)

Ci-dessous les principales commandes de "Droplet"

• Vous pouvez écrire ce que vous voulez dans la case supérieur de l'action en cliquant dessus, J'ai écrit EV1 pour mon électrovanne.
• Vous pouvez retirer une fonction avec "Remove device" par exemple.
• Vous pouvez ajouter une fonction avec Edit ou F3, ensuite vous cliquez sur la fonction choisie, n'oubliez pas de lui donner un port dans Controle device.

Note: vous avez plein d'autre possibilités, mais pour le moment elles ne sont pas nécessaires.

Un réglage utile sans flash et sans appareil photo, tout se fait à l’oeil 

IMPORTANT : pensez aux éclaboussures flash, APN etc ( mes fond blancs sont en plastique donc lavable)

• Le but est d’obtenir une belle remontée de goutte très haute et étroite dans votre récepteur.
• Hauteur idéale entre la buse et le bocal récepteur 38 à 40 cm
• Taille idéale du récepteur : diamètre 7 à 8 cm auteur de 2 à 5 cm
• Remplir le récepteur au raz avec de l’eau, ainsi que votre bouteille de Mariotte au 3/4
• Connecter uniquement l’électrovanne à la carte, n’oublier pas de prévoir une alimentation suffisante en fonction de la consommation de votre électrovanne.
• Rappel sur le diamètre des buses : plus elles sont fines plus le temps d’ouverture doit être faible. Une petite goutte donne un doigt mince et long ce qui est le but recherché. Avec une grosse goutte  l'électrovanne met du temps pour se refermée ce qui engendre des petites gouttes parasites à la fermeture. 
• Une fois en place, il faut lancer une goutte avec les réglages suivants : «Rounds » 0 durée 20 à 28 ms, une durée de 25 ms me semble correct pour débuter.
• Vous pouvez lancer une série de goutte avec les réglages suivants : « Delay » 10, pause en millisecondes de 2000 à 2500, une pause trop courte ne laisse pas au liquide le temps de se reposer et le doigt n’est pas régulier.
• Et pour lancer la série « Sart »
• Une fois le bon réglage obtenu (belle remontée) vous pouvez lancer la 2ème goutte et regarder à l’œil la collision, ce qui évite des dizaines de photos inutiles.
• N’oubliez pas la protection éclaboussures, et dans l’obscurité vous pouvez commencer les photos avec flash et APN.

1. Réglez votre APN sur bulbe (pose)

2. Attention pour tous vos essais travaillez par incréments de 2 à 6ms

3. Dans le logiciel « droplet » réglez le tableau APN délai = 100 durée = 200 à 400, par la suite vous pourrez ajuster cette action, de manière à réduire la durée d'exposition pour éviter la lumière parasite.

4. Générer votre 1ère goutte sur une seule électrovanne délai = 0 durée = 25 à 40 (28 comme exemple) vérifiez les éclaboussures et sa taille, la durée joue sur la taille. Note : grande durée = grosse goutte, petite durée = petite goutte (explications en photos ci-dessus).

5. Réglage du flash sur 400 faire tomber la goutte, regardez la photo vous devriez voir la goutte, si elle est déjà en collision avec la surface du liquide récepteur il faut réduire la durée flash si elle est au dessus de la surface du liquide il faut augmenter la durée. Note :goutte trop basse = réduire durée, goutte trop haute = augmenter durée.

6. Faites plusieurs essais afin de figer la photo avec une goutte au ras de la surface sans la percuter (voir les photos ci-dessous).

7. Pour envoyer les ordres sur la carte cliquez sur « Send », vous pouvez directement lancer votre programme en cliquant sur « start » ce qui fonctionne également.

8. Vous allez augmenter la durée de votre flash de manière à saisir une bonne remontée d'eau (doigt) c'est à dire que votre goutte frappe la surface et rebondit en créant une tige d'eau, par exemple votre durée était de 390 augmentez celle-ci à 400. Note: durée plus longue = tige plus haute.

9. Ensuite vous allez générer votre deuxième goutte, il faut ajouter une nouvelle action sous EV1 en cliquant en bas sur « Add Action » puis écrire délai 140 durée 28 (identique à la 1ère) soit 28. Note: l'espace entre deux gouttes est égal à la durée de la 1ère plus la durée de l'intervalle il faut ajouter votre délai à celui de votre 1ère goutte (28) + 112 = 140.

10. Jouez sur le délai de la seconde pour améliorer la collision.

11. Une fois la collision trouvée, vous pouvez également changer le délai du flash pour peaufiner les réglages.

12. A vous de voir les meilleurs réglages

13. N'oubliez pas de sauvegarder votre fichier droplet (dans file/save) de manière à le reprendre plus tard.

Votre première goutte

Ci-dessous voici une série de photos du réglage de la 1ère goutte (étapes de 1 à 8) avec le « doigt ou tige » qui remonte.Sur la dernière photo vous avez la 2ème goutte qui passe à côté, ce qui arrive quand le liquide récepteur est agité, en général cela est dû à un temps de pose trop court entre deux cycles (voir delay).

 Sur la dernière photo vous avez la 2ème goutte qui passe à côté, ce qui arrive quand le liquide récepteur est agité, en général cela est dû à un temps d'attente trop court entre deux cycles (il faut augmenter la pose entre deux série d'actions) "delay".

Note : tous ces réglages seront facilités avec des liquides plus denses, à vous de voir les bons mélanges, mais faites attention aux liquides épais et collant car vous risquez de boucher votre électrovanne.

Un dernier conseil rincez votre bouteille après usage et faites couler de l'eau chaude en ouvrant et en fermant l’électrovanne. Vous pouvez créer un petit programme « nettoyage ».

Important pour visualiser vos résultats sur votre PC:

Pour éviter d'aller voir la photo sur l'écran du live view de l'APN après chaque prise de vue, je transfère directement le résultat sur mon écran de PC.

Comment faire: (uniquement avec les APN Canon) :

•  Ouvrir le logiciel EOS utility
• Dans la 1ère fenêtre régler les paramètres sur « prise de vue à distance »
• Ensuite je coche « visualiser le résultat » (note pour visualiser les images vous devez obligatoirement vous mettre en RAW + JPEG sur votre APN).
• Ensuite DPP s'ouvre tout seul et indique le chemin de réception des images sur votre PC.
• Autre énorme avantage d'EOS utility c'est de pouvoir changer tous vos réglages d'APN à distance, même si votre appareil est à 5 m.
• Pour conclure vous pouvez faire tous vos régales depuis votre PC sans vous déplacer.

Ci-dessous mon écran de PC avec 4 fenêtres : EOS utility, Digital Photo Professional avec sa fenêtre de visualisation, Droplet (valable uniquement pour pour un APN Canon)

 Conclusion : Commencez par générer des bonnes collisions, ensuite vous pouvez reprendre vos réglages de flash et APN.

Quelques temporisations en millisecondes qui fonctionnent pour une buse de 4 mm de diamètre.

1. 1ère goutte: EV1 délai=0,  durée=22  -  flash=414  -  APN délai=120 durée 400
2. 2ème goutte: EV1 délai=128 durée=22   - (les réglages sont faits avec la 1ère goutte) 

1. 1ère goutte: EV1 délai=0,  durée=25  -  flash=428  -  APN délai=120 durée 400
2. 2ème goutte: EV1 délai=144 durée=25   - (les réglages sont faits avec la 1ère goutte) 

1. 1ère goutte: EV1 délai=0,  durée=28  -  flash=438  -  APN délai=120 durée 400
2. 2ème goutte: EV1 délai=149 durée=28   - (les réglages sont faits avec la 1ère goutte) 

Ci-dessous durée de l'exposition en fonction de la puissance de votre flash

Patience, courage et bonne chance !!!

Nettoyage des électrovannes:

J'utilise du vinaigre d'alcool chaud dans la bouteille de Mariotte et je fais une série de grosses gouttes de 35 à 40 ms. Si votre eau est trop calcaire je vous conseille de l'eau en bouteille

Installer Droplet sous windows 10

ATTENTION sous Windows 10 les dernières versions de Java ne fonctionnent pas avec Droplet qui se bloque immédiatement , il faut utiliser java 7 de 2015 soit « jre-7u79-windows-64 ou 32 » ou une version voisine. Si vous avez un vieil ordinateur en Windows 7 avec un vieux java tout est bon.

Pour éviter les failles de sécurité de Java 7 j’ai choisi d’ installer Droplet et Java sur une clef USB 3, en USB 2 cela fonctionne sans problème.

Tous mes essais ont été fait avec une vieille clef USB2 de 4Go sur le port USB2, voir les photos ci-dessous

Plus simple : installer uniquement Java sur la clef USB et donner le chemin de Java.exe dans Droplet

 Je ne reviens pas sur l’installation de Droplet et Arduino que nous avons vue ci-dessus

Ensuite vous installez ces deux logiciels sur la clef USB pas sur votre PC, vous pouvez n’installer que Java.

N’oubliez pas de donner le chemin de Java.exe (dans Java bin) au 1er lancement de Droplet qui vous le demande.

Sous Windows 10 l’installation figure dans les répertoire des programmes installés, par contre si vous retirez votre clef USB Java ne peux pas se lancer donc pas de danger de piratage.

Lorsque vous effectuez des collisions de gouttes il faut déconnecter internet ce qui vous donne une bonne protection, sachant que les chances d’une attaque sont très faibles, même connecté.

N’oubliez pas d’éjecter votre clef USB en toute sécurité depuis Windows 10.

L’occupation de la clef USB est très faible : Droplet 5Mo et Java 30 Mo total 35 Mo, vous trouvez des clefs USB3 de 16 Go à 6 euros.

Désinstallation : sous Windows n’oubliez pas d’insérer la clef USB lorsque vous désinstallez les programmes Java et Droplet.

Ci-dessous quelques essais sous Windows10 avec un travail sur les couleurs